王立铭著的《生命是什么》通过生动的文笔和有趣有料的生物学故事，揭开了生命科学神秘的面纱，不仅生动地解读了生命的定义及奥秘，而且详细地追溯了生命的起源和演化，展现了人类探索生命奥秘的伟大历程，讲述了科学家在揭示生命奥秘过程中的重要发现。阅读本书，有助于读者重新认识生命的过去、现在和未来，更好地认识地球生命以及其他智慧生命。
本书生动有趣，适合对生命科学感兴趣的各层次读者阅读。

王立铭，浙江大学生命科学研究院教授，神经生物学家。本科毕业于北京大学，在美国加州理工学院获得博士学位。曾在美国加州大学伯克利分校和波士顿咨询公司工作。入选国家“青年千人计划”和浙江省“千人计划”。因科学、科普和科幻活动的部分成果，先后获得“求是杰出青年学者奖”“菠萝化学奖”“顾孝诚讲座奖”“文津图书奖”“全球华语科幻星云奖”“吴大猷科普著作奖金奖”等。著有大众科学读物《吃货的生物学修养：脂肪、糖和代谢病的科学传奇》《上帝的手术刀：基因编辑简史》《生命是什么》，主讲大众科学音频节目《王立铭·生命科学50讲》《给孩子的万物启蒙课》。

序曲 地球人和外星人
第1章 生命是什么：从灵魂论到物理学
三种灵魂
活力论的兴衰
烧瓶里的原始地球
生命是什么
第2章 能量：生命大厦建筑师
从砖头瓦块到生命大厦
以负熵为生
化学渗透：生命的微型水电站
生命来自热泉口
第3章 自我复制：基业长青的秘密
思想实验中的生命演化史
不是鸡不是蛋，既是鸡又是蛋
RNA世界
第4章 细胞膜：分离之墙
生命的外壳
看见分离之墙
第一个细胞是怎么来的？
第5章 分工：伟大的分道扬镳
吃还是被吃？
分工：希望和代价
从细胞分工到君临地球
第6章 感觉：世界的模样
上帝说：“要有光！”
从“要有光”到“我看见了”
从信号到信息，从视觉到全部世界
第7章 学习和记忆：应对多变世界
刺激一反射：一个极简主义者的大脑
单身派对定律
20纳米
聪明老鼠
假如记忆可以移植
第8章 社交：从乌合之众到伟大社会
小细菌的大社会
团结就是力量
性别的出现和复杂社交
求偶社交：对面的女孩看过来
语言：伟大社会的基础
第9章 自我意识：我是谁
镜子里的自己
我思故我在
镜像神经元和人工智能的自我意识
“我”到底是什么？
第10章 自由意志：最重要的幻觉
自由意志：确实有，还是最好有？
本能不自由
人类心智：白板还是蓝图
在下定决心的一刻，选择早已做出？
哪怕自由意志不存在，我们还是我们
尾声 关于生命，我们知道的和我们不知道的
后记
参考文献
图片来源

北京大学讲席教授 饶毅
这是一本让普通读者理解我们到底是谁、从何
而来、将向何处去的好书。
本书从演化的视角透视生命的本质，将人类在
演化历史中的角色比喻成“看客”和“产品”，随
着现代科学技术的发展，我们将逐渐从被动变为主
动，操起“上帝的手术刀”，改变演化方向，取代
自然选择。
为了让一般的读者了解复杂的生物科学，作者
从科学家在外太空探索生命的尝试引入，再回归到
地球生命本身，通过科学史的叙事方式带领读者探
讨生命的起源和驱动力。
在书中，作者将生命的驱动力分为物质、能量
、自我复制、细胞、细胞间的分工五大元素，将生
命的智慧分为感觉、学习、社交、自我意识和自由
意志五大元素，以唯物论和还原论的哲学思维，生
动地展现了生命史是与环境永不停息的奋斗史，始
终体现着“物竞天择，适者生存”的演化规律。
为了应对环境“永恒的变化”，分工与合作体
现在方方面面。在生命起源初期，某些分子身兼数
职，例如最初的ATP合成酶兼具制造能量和运输物质
的功能，RNA性质的“核酶”兼具DNA和蛋白质的作
用。在细胞膜为生命与外界建立起“分离之墙”后
，逐渐地，细胞内有了细胞器分工，个体内有了组
织间分工，生命有了性别分化和群体分工……这些
无不体现了生命以留下后代为目的的分工互利。而
语言作为信息交流共享的基础，本质上也是社会分
工精细化、利己利他利群体的产物。
在环境的压迫和驱使下，生命逐渐演化出了感
觉系统，拥有了和地球环境交流互动的本钱。生命
从被动演化一步步走向主动选择：从黑暗到感光，
从刺激一反射引起的被动、无记忆、简单的膝跳反
射，到“巴甫洛夫的狗”的学习记忆和经验；从个
别物种获得的自我意识，到对自由意志是否存在的
探讨……
作者以物质为基础，以实验为依据，将这些与
认知相关的重要事件和科学发现通过关键的例子展
示给大家，让读者通过追寻智慧的思绪和案例，展
开一场思想旅行，从中收获生物学思维方式，用生
物演化的视角重新理解生命。另外，书中的案例都
来自原始的研究论文，严格遵循科学研究的规范，
并附有相关的参考文献，方便读者有据可查。
为了帮助读者理解，书中使用了大量生动的比
喻。例如将生命比喻为“大厦”，将能量比喻为“
生命大厦建筑师”，将能量差比喻为“水坝”；在
起源的先后问题上，多次用“鸡”和“蛋”做比喻
；把需要能量而秩序化的生命比喻为“以负熵为生
”；在分析自我复制时，将“中心法则”中的RNA比
喻为“二郎神的第三只眼睛”；将记忆的赫布定律
形象地比喻为“单身派对定律”。这大大提高了本
书的趣味性和可读性。
本书与薛定谔的经典著作《生命是什么》同名
，希望读者能在现代科学技术发展的背景下，真正
地理解生命究竟是什么。

浙江大学教授、科普作家、“文津图书奖”“吴大猷金奖”“菠萝化学奖”“全球华语科幻星云奖”得主王立铭科普力作！
生命科学家饶毅、科幻作家刘慈欣、科幻作家郝景芳、资 深媒体人罗振宇、德国癌症研究中心终身研究员刘海坤 联袂推荐！
《生命是什么》全景式解读地球生命的起源与演化，揭秘构成地球生命的十大要素，一本书带你全面了解生命科学。
回望40亿年演化历史，破解生命和智慧的奥秘，掌握和改变人类的命运。

谢谢你一路阅读到这里。
写作本书不是一次特别轻松快意的旅程。我断
断续续写了两年多的时间，中间无数次想要停下来
不再继续——因为很多时候，光是想想这些话题就
会让我觉得沉重得无法动笔。我猜想，阅读本书可
能也不是一次特别轻松快意的体验。在这本小书里
，我尽力试着勾勒出塑造地球智慧生命的关键。但
面对40多亿年的地球生命史，即便是浮光掠影，我
也仍然觉得笔下有斗转星移，有沧海桑田。
然而我猜想，作为读者，你可能会问出的一个
自然而然的问题是：这一切究竟与我何干？实际上
，在写作的时候我也经常会问自己这样一个问题。
在电闪雷鸣下的原始海洋中诞生的氨基酸，第
一个学会笨拙地自我复制的RNA，海底白烟囱附近的
细密孔穴，密集的钠离子蓄积起丰沛的能量，海水
表层的海藻细胞对着阳光睁开了它的眼睛，一只硕
大的乌贼游过，害羞的海兔紧紧蜷缩起自己的鳃，
一只回巢的工蜂自顾自地跳起仪式般的舞蹈……这
个人类眼中的五彩世界，究竟是真实的存在，还是
一切都是“缸中之脑”的虚幻想象；我们引以为豪
的七情六欲、好奇心和探索精神，究竟是一堆化学
物质和神经连接的产物，还是确实能代表人类这个
物种的无上荣光？……所有这些问题，到底与我何
干？
但是在本书成稿的时候，我终于找到了一个让
我满意的回答，也希望和你们一起分享。
回想40多亿年地球生命历程的这些高光时刻，
我们会意识到：无论是你，还是我，还是今天地球
上仍然在喜笑或悲伤的每一个人，都远比我们本身
更大，更强壮，更古老。
刘慈欣在《三体：死神永生》中，如此描绘地
球毁灭后的情景：
“40亿年时光沉积在程心上方，让她窒息，她
的潜意识拼命上浮，试图升上地面喘口气。潜意识
中的地面挤满了生物，最显眼的是包括恐龙在内的
巨大爬行动物，它们密密麻麻地挤在一起，铺满大
地，直到目力所及的地平线；在恐龙间的缝隙和它
们的腿间腹下，挤着包括人类在内的哺乳动物；再
往下，在无数双脚下，地面像涌动着黑色的水流，
那是无数三叶虫和蚂蚁……最可怕的是那些眼睛，
恐龙的眼睛，三叶虫和蚂蚁的眼睛，鸟和蝌蚪的眼
睛，细菌的眼睛……仅人类的眼睛就有一千亿双，
正好等于银河系中恒星的数量，其中有所有普通人
的眼睛，也有达·芬奇、莎士比亚和爱因斯坦的眼
睛。”
我们每个人都是这漫长的故事里无数机缘巧合
和阴差阳错、痛彻心扉或皆大欢喜之后最终的结局
。我们背后，汇聚着40多亿年来所有曾经生活过的
地球生命的深情注视。在我们面前，则是永恒黑暗
中等待着我们注定要踏上的漫漫征程。在我们每个
人的身体里，亿万代祖先——从不停分裂的单细胞
始祖，一直到我们的爸爸妈妈——都留下了他们的
永恒印记。这印记当然是物质上的——在我们每个
人身体里，应该都还保有那么一丁点微不足道的遗
传物质，可能来自这数十亿年前的祖先；这印记当
然更是信息上的——先祖携带的遗传信息，叠加上
几十亿年地球环境的沧海桑田，一直传递到我们的
身体中；这印记其实更代表着一种最强大的欲望—
—从环境中攫取能量，打败同类，保存自己，繁殖
后代，这种欲望跨越时空，注定将万古长存。
我们每一个人，都是一本活着的生命编年史。
除了背负的历史，我们还多了一重特别的荣耀
。我们可能是这40多亿年生命历程中第一种开始回
望历史、开始凝视自身、开始试图理解这一切秘密
的物种。对于地球生命史来说，短短二三十万年仅
仅如惊鸿一瞥般短暂。区区一千亿智人，数量上还
比不过我们每个人身体里的细菌。但是就靠这么一
点微不足道的力量，人类居然已经开始了解了一丁
点关于地球生命的秘密，甚至已经开始尝试利用生
命、修改生命、拯救生命，乃至在幻想人工创造全
新的生命！遍布世界各地的农田和牧场，传来琅琅
书声的学校，充满消毒水味道的医院手术室，堆满
培养皿的生物学实验室，甚至这本书本身，都是我
们无上荣耀的证明。
我无法预测人类这个物种在这颗星球、在这个
宇宙中还能延续多久。因为真正的考验——从资源
耗竭、环境变化和传染病，到小行星撞击、太阳熄
灭和宇宙收缩——都在未来等待着我们。也许在更
高级的智慧生命看来，在大宇宙看来，我们只不过
是一群卑微短命的可怜虫，但是我们每一个人，仍
然都要比我们本身更大，更强壮，更古老。
我们踩着穿越古老时间的鼓点而来，我们带着
人类智慧的荣光而去。
无论如何，我们在这个世界上生活过，好奇过
，努力过。
也许，这就是全部地球生命史和我们每一个人
的关联。
最后，这本书的成书要特别感谢图灵公司的张
霞编辑。她从这本书刚刚开始创作的时候就和我联
系，而且在两年半的时间里一直等待我、鼓励我写
作，为我每一点小小的突破和好思路鼓掌加油。没
有她的帮助，我可能根本就坚持不到写作完成，更
谈不上把这些思路和想法分享给大家。
这本书的写作占据了过去的很多个夜晚，也

生命3.0的命运如何？
我们已经很接近成功了，但是还差重要的一点点。
根据前面的描述，大家就能猜想到，蛋白质分子和DNA长链，对于生命的生存和复制来说，是相辅相成缺一不可的。前者的制造依赖于后者保存的信息，而后者也依赖前者完成自我复制，因此空间上它们必须离得足够近才行。我们必须想出一个办法，把这些东西统统聚拢到一起，保护起来。否则，蛋白质和DNA都很容易在自然环境中扩散得无影无踪，谁也找不到谁。
解决方案倒也不难想，用一张致密的网把所有这些林林总总的蛋白质和DNA都给包裹起来就行了。在今天的地球生命中也有这张网，名字叫作细胞膜，是一层仅有几个纳米厚度、由脂肪分子构成的薄膜。这层薄膜紧紧地包裹住了蛋白质和DNA，形成了一个细胞，把它们和危险的自然环境隔绝开来。在今天的地球生命里，除了少数例外（比如病毒），绝大多数生命都是由一个或者多个细胞组成的。
这次，就叫它生命4.0吧。
目前，生命4.0已经有点极简版地球生命的样子了。我们权且相信它能够在地球上生存下来，因为它能够不断地从环境中攫取能量供给生命活动，也能不停地自我复制对抗衰退和死亡。实际上，今天的地球生命尽管比我们思想实验中的生命4.0要复杂得多，但是从基本原理上看，确实相差无几。
但是新的问题来了：这个看起来靠谱的生命4.0，真的有可能在40亿年前魔法般地出现在地球上吗？换句话说，生命4.0的构想固然有它的内在逻辑。但它真的有可能模拟了地球生命的最初起源吗？
很遗憾，答案是不可能。或者，至少看起来非常不可能。
其中的麻烦有点像“鸡生蛋还是蛋生鸡”的问题。蛋白质的全部信息都存储在DNA密码本中，依靠DNA密码本中忠实记录的信息，我们能够制造出各种各样的蛋白质分子。因此，让我们权且假定DNA是“鸡”，蛋白质是它下的“蛋”。
但是，一条孤零零的DNA长链是没有办法干任何事情的，它需要各种蛋白质分子的帮忙，才能实现自我复制，需要依赖蛋白质的帮忙才能制造出新的蛋白质。如果没有提前准备好蛋白质“蛋”，DNA“鸡”根本没法继续生“蛋”！
换句话说，我们设计的生命4.O想要自发出现，我们得不断祈求大自然同时造就信息互相匹配的“鸡”和“蛋”。而且，“鸡”和“蛋”还必须几乎同时出现，距离无比接近，才有可能配合起来造就生命。要是在一阵电闪雷鸣中，一只DNA“鸡”被创造了出来，但是它附近却没有那只冥冥中注定属于它的蛋白质“蛋”，那么这只DNA“鸡”只能沉默着走向分解破碎，因为它自己什么也做不了。而反过来，要是那个蛋白质“蛋”率先在海底的热泉口奇迹现身，甚至还能工作一下或生存一会儿，但是因为没有DNA“鸡”帮它保留和传递信息，“蛋”必然也会快速走向衰退和死亡。
那怎么办？地球生命对这个问题的回答是非常耐人寻味的：既不是先有蛋，也不是先有鸡。事实上，很可能在生命刚刚出现的时候，鸡和蛋都还没有踪影呢。
P69-70